8數(shù)控機床的選用與維護課件

第8章數(shù)控機床的選用與維護1編輯ppt模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件8.1數(shù)控機床的選用

8.1.1.根據(jù)典型工件選用數(shù)控機床

1軸類零件—數(shù)控車床

2孔系加工—數(shù)控鉆鏜床

3模具—立臥主軸轉(zhuǎn)換數(shù)控銑床數(shù)控線切割機床數(shù)控電火花機床

4箱體，泵體，閥體，殼體—臥式加工中心

5箱體，蓋板，殼體，凸輪—立式加工中心2編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件8.1.2數(shù)控機床規(guī)格的選擇

1.X,Y,Z坐標軸的行程范圍決定機床允許的加工范圍。

根據(jù)工件的外形尺寸選擇機床的加工范圍。

2.機床主軸電機功率反映機床的切削效率和切削時機床的剛性。

根據(jù)工件毛坯加工余量，所需切削力和加工精度選擇機床的功率和剛度。

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模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

8.1.3數(shù)控機床精度的選擇

加工中心精度主要項目

精度項目普通型精密型

單軸定位精度±0.01/300或全長±0.005/全長

重復定位精度±0.006±0.003

銑園加工精度0.003～0.050.002

根據(jù)典型零件關(guān)鍵部位加工精度要求選擇具有相應加工精度的數(shù)控機床。

普通型加工中心可批量加工8級精度工件，

精密型加工中心可批量加工6～7級精度工件。4編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

8.1.4數(shù)控系統(tǒng)的選擇

1.根據(jù)數(shù)控機床類型選擇相應的數(shù)控系統(tǒng)。

數(shù)控系統(tǒng)有適用于車，銑，鏜，磨，沖壓等不同類別，應根據(jù)不同的數(shù)控機床類型選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)。

2.根據(jù)數(shù)控機床的設(shè)計指標選擇數(shù)控系統(tǒng)

不同的數(shù)控系統(tǒng)其性能指標差別很大，應根據(jù)數(shù)控機床的設(shè)計指標選擇與其相適應的數(shù)控系統(tǒng)。

3.根據(jù)數(shù)控機床的性能選擇數(shù)控系統(tǒng)功能

數(shù)控系統(tǒng)有基本功能，還有可以選擇的可選功能。根據(jù)數(shù)控機床的性能選擇的數(shù)控系統(tǒng)除了有基本功能，還應選擇必要的可選功能。

4.在能滿足功能的條件下，優(yōu)先選用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。5編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

8.1.5自動換刀裝置的選擇及刀柄的配置。

1.自動換刀裝置（ATC）的選擇

ATC的投資占整機投資的30%～50%，與ATC有關(guān)的加工中心故障率達50%以上。故在滿足使用要求的前提下，應盡量選用結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠地ATC。

ATC刀庫的容量不宜過大，一般立式加工中心選用20把左右刀，臥式加工中心選用40把左右刀。

ATC工作質(zhì)量:換刀時間和故障率。

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模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

2.刀柄的配置

我國國家標準規(guī)定的加工中心使用的專用工具系統(tǒng)為TSC工具系統(tǒng)。

根據(jù)數(shù)控機床主軸的規(guī)格，換刀機械手夾持尺寸和主軸拉緊刀柄的拉釘尺寸選擇刀柄規(guī)格。常用的ISO刀柄規(guī)格有40號，45號，50號。

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模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件3.數(shù)控車床刀具系統(tǒng)8編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件4.數(shù)控銑床刀具系統(tǒng)9編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件5.加工中心刀具系統(tǒng)10編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件8.1.6數(shù)控機床可選功能及附件的選擇

選擇基本原則：全面配置，長遠綜合考慮。

基本功能和必要的附件應盡量配置齊全，保證機床運到工廠后可以立即投入生產(chǎn)。

8.1.7購置數(shù)控機床時應注意的其他問題

1.要訂購一定數(shù)量的備件

2.要求機床供應廠方提供盡可能多的技術(shù)資料和充分的操作維修培訓。

3.應將復雜零件的加工作為加工試件驗收項目對機床進行驗收。

4.配置必要的附件和刀具。

5.優(yōu)先選擇國產(chǎn)的數(shù)控機床。11編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件8.2數(shù)控機床的安裝

8.2.1數(shù)控機床初就位

8.2.2數(shù)控機床部件的連接

8.2.3數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)整

1.數(shù)控系統(tǒng)的開箱檢查

2.外部電纜的連接

3.數(shù)控系統(tǒng)電源線的連接

4.數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定確認

1）控制部分印刷線路設(shè)定的確認

2）速度控制單元印刷線路設(shè)定的確認

3）主軸控制單元印刷線路設(shè)定的確認

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模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件5.輸入電源電壓，頻率及相序的確認

1）檢查變壓器容量是否滿足控制單元和伺服系統(tǒng)的電能消耗

2）檢查電源電壓波動范圍是否在數(shù)控系統(tǒng)允許的范圍之內(nèi)。

3）檢查電源相序是否正確。

6.直流電源電壓輸出端對地短路的確認

7.數(shù)控系統(tǒng)接通電源后輸出電壓的確認

8.數(shù)控系統(tǒng)各種參數(shù)設(shè)定的確認

9.數(shù)控系統(tǒng)與機床接口的確認13編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件8.3數(shù)控機床的調(diào)試

8.3.1通電試車

通電后檢查安全裝置是否起作用，有無異常噪聲，液壓系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)是否正常，機床主要運動部件工作是否正常，急停按鈕是否正常，手動操作，MDI和CRT顯示是否正常，限位開關(guān)是否正確。

8.3.2數(shù)控機床精度和功能的調(diào)試

利用檢測工具如水平儀，標準方尺，平尺，平行光管等調(diào)整機床的水平和運動精度，調(diào)整各種運行方式（手動，點動，自動和MDI）正確運行。

8.3.3試運行

每天工作8小時連續(xù)運行2到3天，每天24小時連續(xù)運行1到2天。ATC要取用2/3的刀具。主軸最高最低轉(zhuǎn)速的運行，M功能的使用。14編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件8.4數(shù)控機床的檢查與驗收

8.4.1數(shù)控機床外觀的檢查

1.外表檢查。

肉眼檢查MDI/CRT單元，直流穩(wěn)壓單元，印刷線路板和連接電纜有無損壞剝落等

2.數(shù)控柜內(nèi)部緊固情況的檢查

1）螺釘緊固檢查

2）連接器緊固檢查

3）印刷線路板的緊固檢查

3.伺服電機的外表檢查

認真檢查帶有脈沖編碼器的伺服電機外殼有無損壞15編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件8.4.2數(shù)控機床幾何精度的檢查

1.工作臺面的平面度

2.各坐標方向移動的相互垂直度

3.X坐標方向移動時工作臺面的平面度

4.Y坐標方向移動時工作臺面的平面度

5.X坐標方向移動時工作臺面T形槽側(cè)面的平面度

6.主軸的軸向竄動

7.主軸孔的徑向園跳動

8.主軸箱沿Z軸移動時主軸軸線的平行度

9.主軸回轉(zhuǎn)軸心線對工作臺面得垂直度

10.主軸在Z軸方向移動的直線度。

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模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

8.4.3數(shù)控機床定位精度的檢查

定位精度檢查的內(nèi)容：

1.直線運動的定位精度

2.直線運動的重復定位精度

3.直線運動的原點復歸精度

4.直線運動的失動量（反向差）

5.回轉(zhuǎn)運動的定位精度

6.回轉(zhuǎn)運動的重復定位精度

7.回轉(zhuǎn)運動的原點復歸精度

8.回轉(zhuǎn)運動的失動量

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模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

8.4.4數(shù)控機床切削精度的檢查

P312圖8—9所示銑削單項精度的檢查：

1.鏜孔精度的檢查

2.銑削平面精度的檢查

3.鏜孔的孔距精度和孔徑分散度檢查。

4.直線銑削的檢查

5.斜邊銑削精度的檢查

6.圓弧銑削精度的檢查

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模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

8.4.5數(shù)控機床性能及數(shù)控系統(tǒng)功能的檢查

1.數(shù)控機床性能檢查

(1)主軸系統(tǒng)性能檢查

(2)進給系統(tǒng)性能檢查

(3)ATC系統(tǒng)性能檢查

(4)機床噪聲的測試

(5)電氣設(shè)備的檢查

(6)數(shù)控裝置的檢查

(7)安全裝置的檢查

(8)液壓氣動系統(tǒng)性能檢查

(9)潤滑系統(tǒng)性能檢查

(10)附屬裝置的檢查

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模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

2.數(shù)控系統(tǒng)功能檢查

(1)數(shù)控功能檢查

1)準備功能指令

2)輔助功能指令

3)操作功能

4)顯示功能

5)通信功能

(2)數(shù)控系統(tǒng)連續(xù)無載荷運轉(zhuǎn)檢查

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模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

(2)數(shù)控系統(tǒng)連續(xù)無載荷運轉(zhuǎn)檢查

1）包括最高，最低和中間轉(zhuǎn)速的5種主軸轉(zhuǎn)速的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)及停止運行。

2）各坐標軸最高，最低，中間進給速度和快速進給速度的運行，運行距離應接近全行程。

3）自動加工時需要的指令代碼應該盡量使用到

4）實際交換ATC刀庫中2/3以上的刀號

5）必須使用所有特殊功能，如測量功能，ATC交換功能和用戶宏程序功能21編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

8.5數(shù)控機床的使用與維護

8.5.1數(shù)控機床使用要點

1.選擇合理的加工對象

2.確定加工工件的加工部位和具體加工內(nèi)容

3.確定工件的裝夾方式

4.編制加工工藝文件

5.程序編制

6.程序輸入

7.程序試運行

8.試件切削

9.程序修改及確定22編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

8.5.2數(shù)控機床維修的基本要點

1.可靠性概念

可靠性是指在規(guī)定的條件下數(shù)控機床維持無故障工作的能力。衡量可靠性指標的方法有：

（1）平均無故障時間MTBH

MTBH是一臺數(shù)控機床在使用中兩次故障間隔的平均時間，即數(shù)控機床在壽命范圍內(nèi)總工作時間和總故障次數(shù)之比：

MTBH=總工作時間/總故障次數(shù)

（2）平均修復時間MTTR

MTTR是機床從出現(xiàn)故障開始直至能正常使用所用的平均修復時間，應該越短越好。

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模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

（3）有效度A

有效度A為一臺可維修的機床在某一段時間內(nèi)維持其性能的概率。

A=MTBH/(MTBH＋MTTR)

顯然A是一個小于1的數(shù)，應越接近1越好。

維修工作的含義：

1）對機床的日常維護（預防性維修),為了延長MTBH

2）故障維修，為了縮短MTTR

2.維修前必備的基本知識24編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

8.5.3數(shù)控機床的維護和保養(yǎng)

1.對數(shù)控機床操作人員的要求

（1）熟練掌握各種操作與編程方法

能正確熟練操作所用的數(shù)控機床，熟練掌握編程方法，能避免因操作失誤和編程錯誤造成的機床故障

（2）深入了解機床特性，掌握機床運行規(guī)律

能對機床進行日常維護保養(yǎng)工作，保持機床的良好狀態(tài)

（3）熟知操作規(guī)程及維護檢查內(nèi)容

知道操作規(guī)程和安全規(guī)程，日常維護和檢查的內(nèi)容及達到標準，保養(yǎng)機潤滑的部位和要求。

（4)認真處理，并做好記錄

能對任何不正常情況進行處理并及時做好記錄25編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件2.數(shù)控機床的日常保養(yǎng)

（1）保持設(shè)備的清潔

（2）定期對各部位進行檢查

（3）進行必要的調(diào)整和更換

（4）定期對機床潤滑

（5）防塵和冷卻系統(tǒng)的維護

（6）外接氣路中水氣分離裝置要定期檢查

P321表8-3為數(shù)控機床定期維護表

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模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件3.使用數(shù)控機床注意事項

（1）應盡量少打開數(shù)控柜的門

（2）定期更換直流電機的電刷

（3）盡量提高數(shù)控機床利用率

1）初期運行期，一般為9到14個月，故障較多，故障率呈負指數(shù)曲線函數(shù)，為下降趨勢。

2）有效壽命期，一般為10年左右，為機床正常工作期，故障率很低。

3）系統(tǒng)衰老期，這時故障率急劇上升，即達到系統(tǒng)的壽命極限。27編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件

8.5.4數(shù)控機床故障診斷的一般方法

1.故障診斷的一般步驟

（1）充分調(diào)查故障現(xiàn)場

（2）分析故障，確定故障查找的方法和手段

（3）由表及里，進行故障查找。

2.數(shù)控機床故障的主要特點

（1）初始故障期

（2）穩(wěn)定運行期

（3）磨損故障期

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3.故障診斷的一般方法

（1）CNC系統(tǒng)故障診斷的一般方法

1）根據(jù)CRT,LED和數(shù)碼管指示進行故障診斷

CRTCathodeRayTube陰極射線管

LEDLightEmittingDiode發(fā)光二極管

2）根據(jù)PLC狀態(tài)和梯形圖進行故障診斷

PLCProgrammableLogicController

可編程控制器

3）用診斷程序進行故障診斷

啟動診斷：通電后診斷到進入正常運行

在線診斷：運行時對系統(tǒng)進行監(jiān)測

離線診斷：利用程序?qū)ο到y(tǒng)進行深層次診斷29編輯ppt

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4）CNC系統(tǒng)故障診斷的新方法

自修復系統(tǒng)(Self-repairSystem)

專家診斷系統(tǒng)

(TrubleshootingGuidanceExpertSystem)

通信診斷系統(tǒng)

(DiagnosticCommunicationSystem)

（2）根據(jù)機床參數(shù)進行故障診斷

機床參數(shù)是數(shù)控系統(tǒng)與具體機床相匹配時所確定的一組數(shù)據(jù)，是機床維修時必須的數(shù)據(jù)。

（3）其他診斷方法

1）經(jīng)驗法

2）換板法30編輯ppt

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4.數(shù)控機床故障診斷

（1）常見機械故障的處理

1）進給傳動鏈故障

超程；爬行；雜音；

反向間隙過大；幾何精度誤差大

2）主軸部件故障

導軌潤滑不好；Z軸進給爬行；

回轉(zhuǎn)精度誤差大；主軸精度不重合；

Z軸空載功率過大

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3）ATC故障

刀套位置不準確；機械手位置不準確；

拔刀時掉刀；刀號有誤；

主軸拉刀力量不夠

4）位置檢查用行程開關(guān)故障

運動部件運動特性的變化，行程開關(guān)的可靠性及其品質(zhì)特性都會引起這類故障。

5）配套附件的故障

配套附件：冷卻液裝置，排屑器，導軌防護罩，冷卻液防護罩，主軸冷卻恒溫油箱，液壓油箱等。32編輯ppt

模塊二數(shù)控機床結(jié)構(gòu)及主要部件（2）進給伺服系統(tǒng)故障診斷

1）軟件報警